2025年高考物理复习二十八：磁场 安培力（含解析）.docx

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二十八磁场安培力

(40分钟70分)

【基础巩固练】

1.(6分)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南;然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图。结合上述材料,下列说法不正确的是()

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近

C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

2.(6分)磁场中某区域的磁感线如图所示,则()

A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb

C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

3.(6分)(2024·深圳模拟)如图所示,将一轻质矩形弹性软线圈ABCD中A、B、C、D、E、F六点固定,E、F为AD、BC边的中点。一不易形变的长直导线在E、F两点处固定,现将矩形绝缘软线圈中通入电流I1,直导线中通入电流I2,已知I1?I2,长直导线和线圈彼此绝缘。则稳定后软线圈大致的形状可能是()

4.(6分)如图所示,AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。当在该导线中通以由C到A,大小为I的恒定电流时,该导线受到的安培力的大小和方向是()

A.BIL,平行于OC向左

B.22BILπ

C.22BILπ

D.22BIL,垂直于AC的连线指向左下方

5.(6分)(2023·福州模拟)如图所示,两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环P、Q中间用绝缘细线连接,通过另一绝缘细线悬挂在天花板上,当P、Q中同时通有图示方向的恒定电流时,关于两圆环的转动(从上向下看)以及细线中张力的变化,下列说法正确的是()

A.P顺时针转动,Q逆时针转动,转动时P与天花板之间的细线张力不变

B.P逆时针转动,Q顺时针转动,转动时两细线张力均不变

C.P、Q均不动,P与天花板之间的细线和与Q之间的细线张力均增大

D.P不动,Q逆时针转动,转动时P、Q间细线张力不变

6.(6分)(科技前沿)电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,利用这种装置可以把质量为m=2.0g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6km/s。若这种装置的轨道宽d=2m、长L=100m、电流I=10A,轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终垂直并接触良好,则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和安培力的最大功率的结果正确的是()

A.B=18T,Pm=1.08×108W

B.B=0.6T,Pm=7.2×104W

C.B=0.6T,Pm=3.6×106W

D.B=18T,Pm=2.16×106W

【综合应用练】

7.(6分)(2021·全国甲卷)两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,EO与OQ在一条直线上,PO与OF在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时,所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()

A.B、0 B.0、2B C.2B、2B D.B、B

8.(6分)如图所示,绝缘水平桌面上有两平行导轨与一电源及导体棒MN构成闭合回路,已知两导轨间距为L,导体棒MN的质量为m,通过导体棒的电流为I,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面成θ角斜向下,导体棒MN静止,则导体棒MN受到的()

A.支持力的大小为ILBsinθ

B.支持力的大小为ILBcosθ

C.摩擦力的大小为ILBsinθ

D.摩擦力的大小为ILBcosθ

9.(6分)(多选)(2024·临沂模拟)如图所示,四根通有恒定且等大电流的长直导线垂直穿过xOy平面,1、2、3、4直导线与xOy平面的交点连成边长为2L的正方形且关于x轴和y轴对称,各导线中电流方向已标出。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r处产生的磁感应强度大小为B=kIr,k为比例系数。下列说法正确的是(

A.直导线1、3相互排斥,直导线2、3相互吸引

B.直导线1、2在O点产生的合磁场的方向沿y轴负方向

C.直导线1、4在O点产生的合磁场的磁感应强度大小为kI

D.若仅将直导线3的电流变为原来的2倍,则直导线1所受安培力为零

【情境创新练】

10.(16分)(2023·北京等级考)2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面,导轨间垂直安放金属棒。金属棒可